[发明专利]UV可固化含水乳液、其制备以及包含该含水乳液的无溶剂涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及UV可固化含水乳液，其制备方法以及包含该水乳液的无 溶剂涂料组合物。

背景技术

人们已研制出多种用于塑料的UV可固化含水涂料组合物，其中不含 对环境有危害的有机溶剂。例如，德国专利No.2936039公开了包含水可分 散的尿烷丙烯酸酯的涂料组合物，所述尿烷丙烯酸酯使用氨基磺酸碱金属 或碱土金属盐制备。但是，由于膜表面上存在碱金属离子，该方法提供的 涂膜的耐水性差。

美国专利No.4,287,039公开了使用分散剂分散聚酯尿烷丙烯酸酯的方 法。然而，由于膜上水分的存在，由该分散法制备的膜的耐水性、硬度、 光泽差。

美国专利No.5,135,963、6,011,078、6,207,744、6,335,397、6,436,540 和6,538,046公开了可固化的聚氨酯含水涂布分散体。这些专利中公开的 UV可固化聚氨酯含水涂布分散体是通过使用具有较大分子量的低聚物获 得的，以确保在水中的分散稳定性，但是使用这些分散体得到的膜的交联 密度较低，这不能满足塑料涂层的要求。

发明内容

技术问题

因此，本发明的主要目的是提供UV可固化含水涂料组合物，其具有 可与油基UV可固化涂料组合物相媲美的良好的环境可接受性和令人满意 的塑料涂膜性能。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了UV可固化含水乳液，基于UV可固 化含水乳液总重，其包含：

(a)1-10重量％的聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇、1-10重量％的异氰 酸酯化合物、0.1-5重量％的反应性羧酸(reactive carboxylic acid)、1-10 重量％的具有2-9个丙烯酸酯官能团的UV可固化丙烯酸低聚物和5-20 重量％的UV可固化丙烯酸单体的尿烷反应产物；和

(b)0.1-20重量％的尿烷反应性丙烯酸酯、0.01-1重量％的自由基聚 合抑制剂和55-75重量％的水。

根据本发明的一个方面，提供了用于制备UV可固化含水乳液的方法， 其包括：

(a)在金属催化剂存在下，使下面物质的混合物进行尿烷反应：基于 UV可固化含水乳液总重，1-10重量％的聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇、 1-10重量％的异氰酸酯化合物、0.1-5重量％的反应性羧酸、1-10重量 ％的具有2-9个丙烯酸酯官能团的UV可固化丙烯酸低聚物和5-20重量 ％的UV可固化丙烯酸单体；

(b)向步骤(a)中得到的尿烷反应产物中加入0.1-20重量％的尿烷反应 性丙烯酸酯和0.01-1重量％的自由基聚合抑制剂；以及

(c)用碱性化合物中和步骤(b)中得到的混合物，并向其中滴加55-75 重量％的水。

根据本发明另一方面，提供了无溶剂的UV可固化含水涂料组合物， 基于组合物总重，其包含(A)90-99重量％的本发明的UV可固化含水乳液 和(B)1-10重量％的光引发剂。

实施方式

<UV可固化含水乳液>

本发明的UV可固化含水乳液通过在金属催化剂存在下，使下面物质 的混合物进行尿烷反应而获得：基于UV可固化含水乳液总重，1-10重量 ％的聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇、1-10重量％的异氰酸酯化合物、0.1 -5重量％的反应性羧酸、1-10重量％的具有2-9个丙烯酸酯官能团的 UV可固化丙烯酸低聚物、5-20重量％的UV可固化丙烯酸单体、0.1-20 重量％的尿烷反应性丙烯酸酯和0.01-1重量％的自由基聚合抑制剂；

根据本发明制备UV可固化含水乳液的方法详述如下：

<步骤(a)>

进行反应直到由中和滴定法测量的异氰酸酯含量(NCO％)为产物的2- 5重量％。

i)聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇

本发明中使用的聚碳酸酯多元醇的代表性实例包括PCDL T4692或 PCDL T565 1(Asahi Kasei Co.)。